Расчет частей паровой системы высокого давления

Расчет нагревательных приборов, если пар высокого давления применяется непосредственно для отопления помещений, производится по той же формуле , как и для пара низкого давления:

F=W/K((T₁+T₂)/2-T) кв. метр.

здесь температура пара Т₁ берется по табл. № 18 соответственно принятому давлению, T₂ - температура конденсационной воды - принимается равною 100° С., а коэффициент К берется по таблице № 19.

Диаметры коротких паропроводных труб также могут быть рассчитаны по формуле, указанной в расчете паровых труб низкого давления:

d=0,019√W/v(606,5+0,305T₁-T₂)(r₁+r₂)/2 метр.

с той лишь разницею, что здесь при больших давлениях пара скорость движения его может быть принята гораздо большею, чем при паре низкого давления; скорости эти принимают равными: 35 метр. при абсолютном давлении пара в 2 атм. (1 атмосфера выше наружной), 40 метр. при абсолютном давлении пара в 3 атм. и 50 метр. при абсолютном давлении пара в 4 атм.; для облегчения этого расчета составлена таблица № 21.

При разведении пара на далекие расстояния с ответвлениями в различные здания - расчет труб является уже не достаточно точным, так как в этой формуле не приняты во внимание потеря тепла от конденсации пара в трубах, а также потеря давления от сопротивлений по пути движения пара; потерею от местных сопротивлений в большинстве случаев можно и пренебречь, имея в виду, что при окончательном выборе диаметров труб приходится брать ближайшие большие диаметры из труб, существующих в продаже, чем п может быть покрыта потеря давления от сопротивлений; потеря же от конденсации бывает довольно значительна и ею уже нельзя пренебрегать.

Профессор Ритчель дает следующую более точную формулу для определения диаметров паровых труб высокого давления:

d=0,759√l{3Q²+Q'(3Q+Q')}/(p₂-p₁)(p₂+p₁+6120) метр.

здесь:

d - внутренний диаметр трубы в метрах,

1 - длина трубы в метрах,

Q - количество пара в кг. которое должно быть доставлено трубою,

Q' - количество пара в кг., теряющееся вследствие конденсации в паропроводе,

Р₁ - абсолютное давление пара в конце паропровода,

Р₂ - абсолютное давление пара в начале паропровода,

В этой формуле сопротивление от трения принято во внимание, не приняты лишь местные сопротивления, которыми, как уже указано, можно пренебречь.

Что касается до величин Q и Q' то для них мы имеем следующие выражения:

Q=W/y

где:

y - скрытая теплота пара при давлении р₁ в конце участка паропровода,

D - наружный диаметр трубы в метрах,

К - коэффициент теплоотдачи трубы, принимаемый для голой трубы равным 14 ед. т., а для изолированной трубы, в зависимости от способа изолировки, от 2,8 до 8,4 ед. т. с 1 кв. метра голой трубы,

t_m - температура, соответствующая среднему давлению пара на рассчитываемом участке трубы,

t_z - температура воздуха, окружающего трубу (при изолированных трубках t_z принимается от 20° до 30° С.),

y_m - скрытая теплота пара, соответствующая среднему давлению его на протяжении рассчитываемого участка.

В уравнение (121) входит еще неизвестный нам наружный диаметр трубы D, который может быть намечен вперед лишь приблизительно; для предварительного определения диаметров профессор Ритчель составил особые таблицы, при отсутствии же этих таблиц наружный диаметр труб может быть определен приблизительно по таблице № 21; получающаяся при этом неточность в окончательном результате - незначительна.

Для расчета паропровода его разбивают на участки, беря границами участков места изменения количеств пара (места ответвлений) и рассчитывая каждый участок, начиная с конца паропровода, отдельно; для этого необходимо знать еще давления р₁ и р₂ в конце и начале каждого участка. Обыкновенно при задании назначается давление в конце паропровода (при входе в отапливаемые здания) и в начале его (рабочее давление котла); для определения же промежуточных давлений в конце и начале каждого отдельного участка можно принять, что давления в магистрали возрастает равномерно по всей её длине - от самого отдаленного из отапливаемых зданий до котельной, что и даст возможность знать давление в каждой точке магистрали .

Диаметры конденсационных труб, если вода отводится по ним из зданий самотеком, принимают равными:

для вертикальных труб

d₁=0,5d и для горизонтальных труб

d₁=0,7d

Если конденсационная вода перекачивается насосом, то служащие для этого трубы рассчитываются как обычные водопроводные трубы.

Поверхность нагрева котла определяется по формуле:

F₀=1,1W₀/n₀ кв. м.

где W₀ - наибольший часовой расход в системе, а n₀ - количество тепла, доставляемое 1 кв. метром поверхности нагрева; для котлов с жаровыми трубами n₀ принимают равным 10000 ед. т. (15 - 16 кг. пара с 1 кв. м.), а для трубчатых - 8000 ед. т. (12- 13 кг./кв. м).

Наконец вместимость резервуара, в который стекает конденсационная вода, должна быть рассчитана не менее, как на двухчасовой объем ее; следовательно вместимость резервуара L₀ должна быть:

L₀=2 x 1,1W₀/(606,5+0,305T₁-T₂)1000 куб. метр.

где 1000 - вес 1 куб. метра воды в килограммах.